哥德尔证明

[美] Ernest Nagel, [美] James R. Newman, [美] Douglas R. Hofstadter (编)

出版时间

2021-03-01

ISBN

9787518432868

评分

★★★★★
书籍介绍
1931年,逻辑学家、数学家库尔特·哥德尔(Kurt Godel)发表的关于不完全性定理的论文,挑战了数学和逻辑研究中的基本假设,被认为是现代逻辑科学在哲学方面的三大成果之一。由于这一贡献,他获得了被誉为“在美国同类奖项中蕞高奖”的第一届阿尔伯特·爱因斯坦奖。 哥德尔的证明即使对于专业研究者来讲也会显得过于复杂。本书两位作者首次以相对简单的形式解释了哥德尔论文中涉及的逻辑与数学基本术语、使用到的证明方法以及证明的主要思路和核心论题,为首次进入哥德尔证明思想的读者提供了一幅简明地图。 本书也直接影响了侯世达开始从事数理逻辑研究并写出了《哥德尔、艾舍尔、巴赫》。本书译自原书50周年纪念版。在此版本中,侯世达澄清了原文本中的一些歧义之处,并添加了一个新的序言。他在序言中不仅展示了自己与本书的关系,还解释了哥德尔证明的本质,明确了哥德尔证明对于思考认知科学特别是人工智能发展的重要意义。
AI导读
核心看点
  • 简明解读哥德尔不完全性定理,梳理证明核心思路与逻辑脉络
  • 揭示数字作为模式中介的本质,连接数论、逻辑与计算机科学
  • 探讨公理系统局限,启发对人工智能与人类认知边界的思考
适合谁读
  • 对数理逻辑、数学基础及哥德尔定理感兴趣的科普读者
  • 计划阅读《哥德尔、艾舍尔、巴赫》的预备学习者
  • 关注人工智能、认知科学及哲学思辨的跨学科爱好者
读前提醒
  • 需具备基础逻辑常识,部分形式化证明过程较为抽象晦涩
  • 建议结合侯世达序言阅读,以理解其对原文的澄清与延伸
  • 不必强求完全掌握所有推导,重在领会自我指涉的核心思想
读者共识
  • 作为入门读物清晰易懂,是理解哥德尔证明的最佳路径之一
  • 虽难完全看懂,但能极大改变对数学基础及理性极限的认知
  • 翻译精良且注释贴心,阅读体验震撼,兼具智力美感与深度

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "很明显,除非忍受循环或无穷倒退之苦,总是有一些指称算术属性的词汇是无法明确定义的——因为我们不能定义所有的东西,而必须从某处出发——尽管这些词汇仍可能以某种其他方式被理解。"
  • "哥德尔的天才之处,就在于他认识到数字是体现任何种类的模式的普遍中介,并且正因为如此,表面上看来只是有关数字的命题,事实上能够被看作是有关其它领域的命题的编码。换句话说,哥德尔跨越了数论的表面层次,认识到数字能够代表任何种类的结构。在计算机问题上应用哥德尔的想法,可以看到,由于计算机说到底是操作数字的,而数字又是体现任何种类的模式的普遍中介,因而计算机能对应任意类型的模式,不管它们是逻辑的还是非逻辑的,是一致性的还是非一致性的。简言之,当你站得离成千上万内部相互联系着的各种数字模式足够远时,你就能看出其它领域的模式,就像肉眼观看一个显示屏上的像素,能从中看出一张熟悉的脸来,而非 0 和 1 组成"
  • "由于模型的所有元素以及它们之间相应的关系,能够得到直接的、可穷尽的检验,并且由于对它们进行检查时出错的可能性实际上为零,所以,在这种情况下,公理之间的一致性就不再是一个值得真正怀疑的问题。"
  • "因此,《数学原理》通过将数学系统特别是数论的一致性问题化归为形式逻辑本身的一致性问题,似乎推进了这一问题的最终解决。"
  • "举例来说,对于一个包括加法公理而不包括乘法公理的形式系统,就能够得到一致性的绝对证明。"
  • "因此,很明显的是,如果某个公式S和其形式否定~S都可以从这组公理中推导出来,那么每一个公式都可以推导出来。简而言之,如果这个演算不是一致的,那么每一个公式都是一个定理。这就等于说,从一组矛盾的公理中可以推导出任何公式。但是,这有一个逆命题:如果不是每个公式都是一个定理(即如果至少有一个公式不能从这组公理推导出来),那么这个演算是一致的所以,我们的任务就是要证明,至少有一个公式不能从这组公理推导出来。"
  • "数学家们构建的形式系统,属于标着“数学”这个名称的文档;而对这个系统的描述、讨论和推测,属于标着“元数学”这个名称的文档。"
  • "然而,对于像《数学原理》这样的系统,其词汇和形式规则足可用以表达整个数论而不仅是其中一个片断,希尔伯特的有限方法是不是强有力得足以证明它的一致性呢?构建这个证明的反复嚐试均遭失败,直到1931年发表的哥德尔的论文最终证明,所有严格遵循希尔伯特原来方案的努力是不可能取得成功的。 哥德尔的第二个结论更叫人吃惊和更具革命性,因为它表明公理方法的能力有着根本的局限。哥德尔证明了,《数学原理》或任何其它能在其中发展出算术的系统,实质上是不完全的。换句话说,在任何一致的数论形式系统中,都存在此系统无法推导出的真的数论命题。"
作者简介
Ernest Nagel(1901—1985),美国科学哲学家,逻辑实证主义运动领军人物。1930年于哥伦比亚大学获得博士学位,其后主要在该校任教。1977年入选美国国家科学院。曾任美国哲学学会东部分会主席、美国科学哲学协会主席,《哲学杂志》与《符号逻辑杂志》主编。1961年出版的《科学的结构》(The Structure of Science)被公认为科学分析哲学的开山之作。 James R. Newman(1907—1966),美国数学家,数学史家,律师。1948年成为《科学美国人》杂志编委会成员。1956年出版的四卷本《数学的世界》(The World of Mathematics)汇聚了他用15年时间收集、整理的数学领域的重要文献,曾多次重印再版。 Douglas R. Hofstadter(1945— ),美国认知科学家,哲学家。2009年入选美国艺术与科学院、美国哲学学会,2010年入选瑞典乌普萨拉皇家科学院。其代表作《哥德尔、艾舍尔、巴赫》(Godel, Escher, Bach,1979)获得普利策奖与美国国家图书奖。
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